本发明专利技术涉及一种缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，采用滑动轴承支撑缸体的半轴式结构。其中，前轴承支撑输入轴，后轴承为一缸内滑动轴承，用于支撑缸体。合理的轴承布置减小了轴承的受力，平衡了配流盘的颠覆力矩。分布式回程弹簧穿过缸体，分别作用在球铰和浮动衬板上，既保证了滑靴副和配流副的密封，又能自动补偿滑靴和配流盘的磨损量。配流盘固定在后端盖上，并采用密封圈密封，避免了配流盘反面泄漏。柱塞副采用间隙自动补偿式密封结构，减小柱塞副的泄漏，提高泵的抗污染能力。该泵以过滤后的淡水或海水作为工作介质，所有摩擦副均为全水润滑，功率密度大。可用于工业清洗，海水淡化，水下作业工具等，应用前景广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，可作为动力元件应用于纯水液压传动系统中，属于流体传动与控制
技术介绍
纯水液压技术是以天然淡水或海水代替矿物油作为液压系统工作介质的一门新技术。近年来，基于安全卫生、节约能源、保护环境和海洋开发的日益重视，纯水液压技术的研究已成为国际液压界的一大前沿研究课题。与使用其他类型介质的液压传动相比，纯水液压传动具有以下优点(I)不燃烧、无污染、资源丰富和价格低廉；(2)系统的压缩损失小、响应快且动态性能好；(3)比热和导热系数大、系统温升低；(4)粘度低、系统的沿程损失和局部损失小；(5)系统维修方便、易清洗、维护成本低。水液压泵是纯水液压传动系统的核心，目前应用较多的水液压泵有离心泵,二柱塞泵和三柱塞泵。离心泵具有压力低，噪声大等缺点，不能完全满足纯水液压传动系统泵源要求；二柱塞泵和三柱塞泵具有流量小，体积庞大，振动噪声大等缺点，也不能广泛用于各种纯水液压传动系统。斜盘式柱塞泵和斜轴式柱塞泵具有高压大流量，体积小，维修方便，能满足噪声振动要求等优点而备受世界各国学者关注。发达国家已经研制出较为成熟的产品，并占领了相当一部分市场。丹麦的Danfoss系列泵,英国的TWHC和Fenner系列泵普遍米用斜盘式盘配流结构，均已市场化。然而这几种泵对工作介质的过滤精度要求太高(一般为SlOum)，抗污染能力较差，实用性局限。我国在这一
还处于研制阶段，研制出来的样机还不够成熟，尚不能产品化。中国专利(专利号ZL200310122910. 9)公开了一种全水润滑端面配流的纯水液压轴向柱塞泵或马达，该泵采用缸外轴承支撑缸体，柱塞副采用间隙密封，加工难度大，抗污染能力较差。中国专利(专利号ZL201110077940. 7)公开了一种纯水液压通轴式球面配流轴向柱塞泵，该泵采用前后两个滑动轴承支撑主轴，球面配流结构。从公布的结构图来看，前后轴承都处于密闭容腔中，不能与壳体腔中的水形成循环，前后轴承均得不到有效的润滑、冷却。在泵的工作过程中势必造成前后轴承的严重磨损失效，且球面配流副加工难度较大，实用性不强。中国专利(专利号ZL201010103656. 8)公开了一种双斜盘阀配流轴向柱塞式水液压屏蔽泵，该泵工作时转子带动缸体转动，配流阀在缸体中随之转动，而配流副旋转容易造成泵吸水不足。因此该种泵自吸能力较差，转速很难提高。
技术实现思路
为了克服现有纯水液压柱塞泵加工难度大，抗污染能力差，滑动轴承容易失效等缺点，为纯水压传动系统提供足够压力、流量的高压水。本专利技术提供一种缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，通过合理的结构设计，改善了纯水液压柱塞泵的润滑工况，提高了纯水液压柱塞泵的抗污染能力，实用性很强。本专利技术采用如下技术手段，一种缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，其中前端盖3、壳体9、后端盖15连接为一体；主轴I与缸体10连接，构成主轴-缸体组件；前滑动轴承27镶嵌在前端盖3中，与主轴I相连；后支撑轴14与后端盖15过盈连接,后滑动轴承12镶嵌在缸体10内部；限位环24固定在主轴I上，左端与前端盖3相贴；主轴1、后支撑轴14均设有十字通水孔13，前端盖3开设有环形通水槽5、斜向通水孔4和轴向通水孔26，将前滑动轴承27、后滑动轴承12的润滑沟槽与壳体9的空腔相通。沿主轴-缸体组件轴线方向均匀分布若干个弹簧组件11，分别与球铰22、浮动衬板17相接触；球铰22与回程盘7内圆配合构成球铰副，回程盘7上均匀分布多个孔，将相同数目的滑靴23贴紧在斜盘6上；浮动衬板17与配流盘16构成配流副；配流盘16由螺钉安装于后端盖15上，反面开设有高压密封沟槽16. 1，装配O型密封圈实现密封；配流盘16正面开设低压腰形槽16. 2、高压腰形槽16. 3，分别与后端盖15上的吸水槽15. 2、压水槽15.3相沟通，吸水槽15. 2为敞开式结构，直接与壳体腔相通。本专利技术的弹簧组件(11)，缸孔(20)个数为5个、7个、9个或11个。本专利技术轴承副的实现方式前滑动轴承27、后滑动轴承12均由高分子复合材料或陶瓷等耐磨材料制成后过盈装配到前端盖3、缸体10上，或采用注塑工艺，在前端盖3、缸体10上直接将高分子复合材料注塑成型；轴瓦上均开设轴向、周向通水沟槽，沟槽通过前端盖3开设的环形通水槽5、斜向通水孔4和轴向通水孔26，与壳体9的空腔相通。使得轴承内部的流体能够与壳体腔中的流体形成循环流动，充分实现了轴承的润滑和冷却。本专利技术柱塞副的实现方式缸套21采用耐蚀合金或者陶瓷材料制成，耐蚀合金制成的缸套21经过热处理提高其硬度和耐磨性，并对其内圆进行表面强化处理；柱塞基体19.1表面镶嵌一个由高分子复合材料制成的柱塞套19. 2，并由压紧螺母19. 5固定，保证柱塞套19. 2在泵运转过程中不脱落；柱塞基体19.1上分别开设两对相连通的径向孔19. 4与环形沟槽19. 3，环形沟槽19. 3通过径向通水孔19. 4和柱塞腔沟通。本专利技术滑靴副的实现方式滑靴23包括开设了多个螺纹孔的金属基体，在基体上注塑一层高分子复合材料层，用于摩擦面，与斜盘6构成滑靴副。斜盘6采用耐蚀合金材料制成，并通过热处理和表面改性处理提高其摩擦斜面的硬度和耐磨性。本专利技术配流副的实现方式配流盘16包括开设了多个螺纹孔的金属基体，在基体上注塑一层高分子复合材料层，用于摩擦面，与浮动衬板17构成配流副。浮动衬板17采用耐蚀合金材料制成，并通过热处理和表面改性处理提高其摩擦面的硬度和耐磨性。本专利技术采用的高分子复合材料为PEEK或其它耐磨级工程塑料，耐蚀合金为不锈钢或者钛合金材料。本专利技术可以取得如下有益效果1.轴承副润滑沟槽内的流体与泵体内的流体构成循环，有利于轴承的润滑、冷却，提高了轴承的使用寿命和工作可靠性。2.采用半轴式结构，前轴承支撑主轴，后缸内轴承支撑缸体，轴承布置合理，使得前后轴承PV值均匀分布，避免了轴承由于受力不均造成的严重磨损。同时后滑动轴承能够平衡配流盘的颠覆力矩，提高了泵的工作平稳性。3.柱塞副采用间隙自动补偿原理，在实现密封的同时可适当增大配合间隙，减小了加工难度，有效地提高了纯水泵的抗污染能力。4.主要摩擦副均采用高分子符合材料与耐蚀合金或者陶瓷配对，能够满足纯水液压泵对关键摩擦副摩擦磨损、耐蚀性的要求。5.滑靴、配流盘的金属基体上均开设了多个螺纹小孔，使注塑后的高分子复合材料嵌入螺纹小孔，增强了注塑层与金属基体之间的联结力。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为前端盖的主视图；图3为前端盖的剖视图；图4为柱塞副的结构原理图；图5为后端盖的主视图；图6为后端盖的剖视图；图7为浮动衬板的右视图；图8为配流盘的左视图；图9为配流盘的右视图。图中I主轴，2轴封压盖，3前端盖，4斜向通水孔，5环形通水槽，6斜盘，7回程盘，8排气螺塞，9壳体，10缸体，11弹簧组件，12后滑动轴承，13十字通水孔，14后支撑轴，15后端盖，15.1进水口，15. 2吸水槽，15. 3压水槽，15. 4出水口，16配流盘，16.1高压密封沟槽，16.2低压腰形槽，16. 3高压腰形槽，17浮动衬板，17.1腰形窗口，18浮动套，19柱塞，19.1柱塞基体，19. 2柱塞套，19. 3环形沟槽，19. 4径向通水孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，其中前端盖（3）、壳体（9）、后端盖（15）连接为一体；主轴（1）与缸体（10）连接，构成主轴?缸体组件；前滑动轴承（27）镶嵌在前端盖（3）中，与主轴（1）相连；后支撑轴（14）与后端盖（15）过盈连接，后滑动轴承（12）镶嵌在缸体（10）内部，与缸体（10）连接；限位环（24）固定在主轴（1）上，左端与前端盖（3）相贴；主轴（1）、后支撑轴（14）均设有十字通水孔（13），前端盖（3）开设有环形通水槽（5）、斜向通水孔（4）和轴向通水孔（26），将前滑动轴承（27）、后滑动轴承（12）的润滑沟槽与壳体（9）的空腔相通。沿主轴?缸体组件轴线方向均匀分布多个弹簧组件（11），两端分别与球铰（22）、浮动衬板（17）相接触；球铰（22）与回程盘（7）内圆配合构成球铰副，回程盘（7）上均匀分布若干个孔，将相同数目的滑靴（23）贴紧在斜盘（6）上；浮动衬板（17）与配流盘（16）构成配流副；配流盘（16）由螺钉安装于后端盖（15）上，反面开设有高压密封沟槽（16.1），装配O型密封圈实现密封；配流盘（16）正面开设低压腰形槽（16.2）、高压腰形槽（16.3），分别与后端盖（15）上的吸水槽（15.2）、压水槽（15.3）相沟通，后端盖（15）的吸水槽（15.2）为敞开式结构，直接与壳体（9）的空腔相通。沿主轴?缸体组件轴线方向均匀分布多个缸孔（20），每个缸孔（20）中过盈压入一个缸套（21），柱塞（19）球头与滑靴（23）球窝构成柱塞组件，缸套（21）与柱塞组件构成柱塞副；柱塞（19）通过对应的浮动套（18）与配流盘（16）上的腰形槽相通。...
【技术特征摘要】
1.缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，其中前端盖(3)、壳体(9)、后端盖(15)连接为一体；主轴(1)与缸体(10)连接，构成主轴-缸体组件；前滑动轴承(27)镶嵌在前端盖(3)中，与主轴(1)相连；后支撑轴(14)与后端盖(15)过盈连接，后滑动轴承(12)镶嵌在缸体(10)内部，与缸体(10)连接；限位环(24)固定在主轴(1)上，左端与前端盖(3)相贴；主轴(1)、后支撑轴(14)均设有十字通水孔(13)，前端盖(3)开设有环形通水槽(5)、斜向通水孔(4)和轴向通水孔(26)，将前滑动轴承(27)、后滑动轴承(12)的润滑沟槽与壳体(9)的空腔相通。沿主轴-缸体组件轴线方向均匀分布多个弹簧组件(11)，两端分别与球铰(22)、浮动衬板(17 )相接触；球铰(22 )与回程盘(7 )内圆配合构成球铰副，回程盘(7 )上均匀分布若干个孔，将相同数目的滑靴(23)贴紧在斜盘(6)上；浮动衬板(17)与配流盘(16)构成配流副；配流盘(16)由螺钉安装于后端盖(15)上，反面开设有高压密封沟槽(16.1)，装配O型密封圈实现密封；配流盘(16)正面开设低压腰形槽(16.2)、高压腰形槽(16.3)，分别与后端盖(15)上的吸水槽(15.2)、压水槽(15.3)相沟通，后端盖(15)的吸水槽(15.2)为敞开式结构，直接与壳体(9)的空腔相通。沿主轴-缸体组件轴线方向均匀分布多个缸孔(20)，每个缸孔(20)中过盈压入一个缸套(21 )，柱塞(19)球头与滑靴(23)球窝构成柱塞组件，缸套(21)与柱塞组件构成柱塞副；柱塞(19)通过对应的浮动套(18)与配流盘(16)上的腰形槽相通。2.根据权利要求书1所述的缸内轴承支撑半轴式纯水液压轴向柱塞泵，其特征是:所述的弹簧组件(11)，缸孔(20)个数为5个、7个、9个或11个。3.根据权利要求书1所述的缸...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂松林，尹方龙，刘华江，王震，张小军，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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